对流层的平均厚度为12km，其空气质量约占大气圈总质量的75%左右，几乎所有的水蒸气都集中分布于该层。适宜的湿度对人和动植物的生存起着重要的作用。对流层温度分布的特点，是气温随高度的增加而降低，平均每上升100m温度降低0.650C，该层大气易形成较强烈的对流运动。由于太阳幅射和大气环流的影响，有时形成易于扩散的条件，有时形成不利于扩散的逆温。主要的天气现象，如云、雾、雷雨、台风、降水都发生在该层。人类活动排放的大气污染物，如SOz, NO汲烟尘等，也主要分布在该层。对流层与人类的关系至为密切，它是环境保护工作者研究大气污染的主要对象。
对流层以上的平流层，空气稀薄，水蒸气、烟尘等都很少。在该层里距地面22-30km，叫做臭氧层。平流层的最大特点是空气的温度随高澎而增加，空气通常处于平流流动，很少有上下对度，防止加热温度超过允许值而着火。